本发明涉及催化剂浆料涂覆工艺装置领域，尤其涉及一种催化剂浆料自动涂覆系统及涂覆工艺。
背景技术：
汽车催化剂是采用有效的催化净化技术，减少汽车尾气中有害物质的最为有效和关键的汽车部件。汽车催化器是一系列化工材料的综合体，由催化剂载体、涂层、催化剂助剂和活性成分四部分组成。
催化剂涂覆是催化剂生产的第二道工序，也是最关键的环节。基于氧化催化、还原催化两大类反应功能，以及针对不同工况的尾气成分，汽车催化剂衍生出twc、doc、scr、dpf、poc、asc等不同产品，不同产品所需的浆料特性、涂覆方式、涂覆参数也完全不同。国六催化剂各种浆料特性较广，既包含高固含量的非牛顿流体浆料，也包含低悬浮特性、弱粘弹特性的稀薄浆料。同时，由于国六催化剂原料的物性改变较大，物料颗粒度大为减少、催化剂化学活性增加，每个催化剂载体的涂覆层数的大幅增加。
由于载体有成千上万个孔道，每个孔道内的催化剂涂层如果厚度不一致或涂覆高度不一致，将造成废气流经催化剂孔道时的催化净化效果不一致，净化率下降，这些称为涂覆不均匀。
传统涂覆工艺的操作过程复杂，需要大量的人工手动换型操作，涂覆换型时间长效率低。目前国内催化剂涂覆系统一般只能满足某种特定的涂覆方式，并且从设计到安装调试周期比较长，成本比高，后期扩展能力受到局限。一旦生产企业根据自身情况发展需要扩充产品类型或产能，就需重新定制新的涂覆系统，增加企业投资成本，耗时耗力，也占用大量的生产空间。
目前国内的涂覆设备普遍存在涂覆精度低，重复性差，在国六标准下存在较为明显的技术瓶颈，尤其在大尺寸载体(300mm以上)、非通孔型载体(比如dpf)存在可能的涂覆不均匀现象。
目前国内的部分涂覆工艺采用压缩空气吹扫，压缩空气压力外泄，浆料浪费严重，无法有效合理回收；空气能耗大，无法自动实施工艺参数调整。
目前国内的定量给料涂覆工艺，对浆料特性、载体特性等要求很高，使用局限度很大。特别是无法针对半涂的均匀度进行有效控制，带来可能的堵孔和背压超高的风险。
另外，由于企业对催化剂产品的研发力度加强，各种新型配方的催化剂投入市场，企业往往无法依据传统经验确认涂覆方式和涂覆参数，无法发挥原有的涂覆设备装置的优点特性，也带来质量不稳定性、效率降低、物料损耗较多。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种催化剂浆料自动涂覆系统及涂覆工艺，能确保催化剂涂覆均匀度和精确度，所述技术方案如下：
一方面，本发明提供一种催化剂浆料自动涂覆系统，所述涂覆系统用于向催化剂载体内涂覆催化剂浆料，所述涂覆系统包括供浆装置、一个或多个上涂覆腔、一个或多个下涂覆腔、与所述下涂覆腔连接的回吸装置、用于转移催化剂载体的转移装置、用于测量催化剂载体重量的第一称重装置、第二称重装置及第三称重装置；
所述供浆装置包括浆料罐以及流量计，所述流量计用于计量从浆料罐输送至上涂覆腔或下涂覆腔的浆料的容量；
所述上涂覆腔和下涂覆腔均与浆料罐连接，所述自动涂覆系统具有涂覆状态，当处于涂覆状态时，所述上涂覆腔与下涂覆腔一一对应设置，且两者之间具有容置催化剂载体的空间，所述浆料罐通过上涂覆腔或下涂覆腔向催化剂载体输送浆料；
所述第一称重装置与所述第二称重装置分别设置在一个下涂覆腔的两侧，所述第一称重装置用于计量待涂覆浆料的催化剂载体的原始重量，所述第二称重装置用于计量一次涂覆浆料后的催化剂载体的重量；所述第三称重装置与所述第二称重装置设置在另一个下涂覆腔的两侧，其用于计量二次涂覆浆料后的催化剂载体的重量；
所述回吸装置用于从所述下涂覆腔中排出浆料。
进一步地，所述上涂覆腔包括上涂覆台，所述上涂覆台上开设有用于容置催化剂载体一端部的上腔体，所述上腔体的内壁设置有环形筛网以及设置在筛网下方的第一密封圈，所述第一密封圈沿上腔体的外侧壁设置；
所述下涂覆腔包括下涂覆台，所述下涂覆台上开设有用于容置催化剂载体另一端部的下腔体，所述下腔体的外侧壁设置有中空结构的第二密封圈，所述第一密封圈与第二密封圈用于催化剂载体设在上腔体与对应的下腔体之间时同步夹紧催化剂载体。
进一步地，所述上涂覆腔包括第一上涂覆腔及第二上涂覆腔，所述下涂覆腔包括用于一次涂覆浆料时与所述第一上涂覆腔相对设置的第一下涂覆腔、用于二次涂覆浆料时与所述第二上涂覆腔相对设置的第二下涂覆腔，所述第一称重装置、第一下涂覆腔、第二称重装置、第二下涂覆腔与第三称重装置依次并排设置。
进一步地，所述浆料罐内设置有搅拌装置，所述浆料罐上设置有多个浆料进料口以及多个回料口，所述进料口通过管道与进料泵连接，所述回料口通过管道与回料泵连接，所述管道上均固定设置有切换阀口；所述浆料罐的外表面设置有夹套层，所述夹套层与浆料罐之间形成容置腔体，所述夹套层上设置有能够伸入所述浆料罐内的温度传感器；
进一步地，所述浆料罐上还设置有液位传感器、密度传感器与黏度传感器，所述液位传感器用于检测浆料罐内浆料的容量，所述密度传感器用于检测浆料罐内浆料的密度，所述黏度传感器用于检测浆料罐内浆料的黏度。
进一步地，所述催化剂浆料自动涂覆系统还包括用于对待涂覆浆料的催化剂载体进行加热的烘干装置，所述烘干装置具有用于容置催化剂载体的预热腔以及用于提供热量并将热量吹向预热腔的热风机。
进一步地，所述供浆装置还包括输送泵以及稳压阀，所述输送泵用于将浆料罐内的浆料通过连接软管输送至上涂覆腔或下涂覆腔，所述稳压阀设置在输送泵出口管道的末端；所述回吸装置包括与所述下涂覆腔连接的真空罐以及与所述真空罐连接的真空泵；
所述转移装置包括机械臂、设置在所述机械臂上的拖链、用于驱动拖链移动的驱动机构及多个机械爪，所述拖链移动能够带动机械爪移动，一个上涂覆腔能够与一个机械爪固定连接，使得所述上涂覆腔能够随所述机械爪移动。
另一方面，本发明还提供一种基于所述的催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，其包括两次涂覆工艺，指两次涂覆的浆料分别经过2个不同的上涂覆腔进入催化剂载体；或两次涂覆的浆料分别经过2个不同的下涂覆腔进入催化剂载体；或第一次涂覆的浆料先通过上涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料通过下涂覆腔进入催化剂载体内；或第一次涂覆的浆料先通过下涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料再通过上涂覆腔进入催化剂载体内。
所述两次涂覆工艺包括如下步骤：
s1、设置需要涂覆浆料的预设的第一容量阈值范围以及催化剂载体的预设的合格重量和合格范围；
s2、第一称重装置测量涂覆前催化剂载体的原始重量；
s3、浆料进入催化剂载体内进行一次涂覆，第二称重装置测量一次涂覆后得到催化剂载体的第一重量；
s4、判断一次涂覆后催化剂载体的第一重量是否在合格范围内，若否，则执行步骤s5；若是，则催化剂载体重量合格；
s5、计算合格重量与第一重量的差值，若此差值为零，则催化剂载体重量合格；若此差值为正，即第一重量低于合格重量，则执行步骤s6；若此差值为负，即第一重量高于合格重量，则执行步骤s8；
s6、计算二次涂覆所需浆料的预设的第二容量阈值范围，浆料进入催化剂载体内进行二次涂覆，再利用第三称重装置对两次涂覆后催化剂载体的重量进行测量，得到第二重量；
s7、判断步骤s6中二次涂覆后催化剂载体的第二重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则涂覆后的催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s6中的二次涂覆所需浆料；
s8、开启回吸装置，将超过预设的合格范围的浆料排出，再利用第三称重装置对排出浆料后的催化剂载体的重量进行测量，得到第三重量；
s9、判断步骤s8中排出浆料后的催化剂载体的第三重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s8中回吸装置的运行参数。
进一步地，根据不同催化剂浆料的粘度或催化剂载体目数或涂覆比例，可选择优化的涂覆方式，
若所述催化剂浆料的粘度大，或催化剂载体目数低，或全部涂覆，则浆料通过上涂覆腔由上向下进入催化剂载体内，即选择上涂覆方式，得到均匀度、精确度均优化的产品；
若所述催化剂浆料的粘度小，或催化剂载体目数高，或部分涂覆，则浆料通过下涂覆腔由下向上进入催化剂载体内，即选择下涂覆方式，得到均匀度、精确度均优化的产品。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.本发明涉及的催化剂浆料自动涂覆系统，能够确保载体涂覆的精确性、均匀性，也能避免整个涂覆过程中浆料前后发生温度、黏度、密度和浓度的偏离；
b.本发明涉及的涂覆系统和涂覆工艺，能够满足各种国六催化剂的涂覆要求，确保催化剂涂覆性能；
c.本发明涉及的涂覆系统能够完全适合自动进行多品种、多特性的催化剂浆料涂覆；设备结构紧凑，全自动化操作，能够最大化的利用设备产能要求；采用快速换型设计，以满足多种催化剂的换型生产；各种载体和料浆的特性自动补偿，提高生产效率，减少操作人员劳动强度和健康损害；
d.本发明涉及的涂覆工艺，可在较短时间内完成催化剂浆料涂覆，自动过程偏差纠正，保证涂覆浆料的精度，减少物料外泄和损耗，以提高生产效率，且操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的立体图；
图2是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的主视图；
图3是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的左视图；
图4是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的俯视图；
图5是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的上涂覆腔的侧视图；
图6是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的下涂覆腔的侧视图；
图7是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的浆料罐的结构图；
图8是本发明实施例提供的催化剂浆料自动涂覆系统的两次涂覆使用方法的流程图。
其中，附图标记包括：1-供浆装置，11-浆料罐，111-液位传感器，112-进料口，113-黏度传感器，114-夹套层，115-温度传感器，116-搅拌装置，12-输送泵，13-稳压阀，14-回料泵，15-支架，16-流量计，17-连接管，211-上腔体，212-筛网，213-第一密封圈，214-第一涂覆阀，215-第一气源控制阀，216-料位开关，221-下腔体，222-第二密封圈，223-真空吸料阀，224-第二涂覆阀，225-第二气源控制阀，24-第一上涂覆腔，25-第一下涂覆腔，26-第二上涂覆腔，27-第二下涂覆腔，3-回吸装置，31-真空罐，32-真空泵，33-真空传感器，4-转移装置，41-机械臂，42-拖链，43-驱动机构，44-机械爪，5-第一称重装置，6-第二称重装置，7-第三称重装置，8-烘干装置，81-预热腔，82-热风机，9-催化剂载体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种催化剂浆料自动涂覆系统，具体结构参见图1至图4，其用于向催化剂载体内涂覆催化剂浆料，其包括供浆装置1、一个或多个上涂覆腔、一个或多个下涂覆腔、与所述下涂覆腔连接的回吸装置3、用于转移催化剂载体的转移装置4及用于测量催化剂载体重量的第一称重装置5及第二称重装置6，所述自动涂覆系统还包括与供浆装置1、回吸装置3及转移装置4均连接的控制器。
所述催化剂浆料自动涂覆系统还包括用于对待涂覆的催化剂载体进行干燥的烘干装置8，所述烘干装置8具有供所述催化剂载体穿入并穿出的预热腔81以及用于提供热量并将热量吹向预热腔81的热风机82，所述热风机82优选设置在预热腔81下方，热风机和预热腔组成快速吹扫预热工位，对待涂覆的催化剂载体进行残余水分预处理，防止载体吸收水分后初始重量增加，进而确保涂覆的精确性和一致性。
所述供浆装置1的具体结构如下：所述供浆装置1包括浆料罐11、用于支撑浆料罐11的支架15以及用于计量流经其的浆料的流量流量计16，设置所述流量计16可精确计量送至涂覆腔的浆料量；所述浆料罐11内设置有多层高效搅拌装置116，利于浆料搅拌均匀，所述浆料罐11上设置有多个浆料进料口以及多个回料口，所述进料口通过管道与进料泵连接，所述回料口通过管道与回料泵14连接，所述管道上均固定设置有带标准接口的切换阀口，可根据工艺需求进行自动切换。
所述浆料罐11的外表面设置有夹套层114，所述夹套层114与浆料罐11之间形成容置腔体，即所述浆料罐11为内外两层，外层为容置水的夹套层114，内层为用于储存浆料的腔体；在所述夹套层114上设置有伸入所述浆料罐11内的温度传感器115。夹套层114内可以通入冷却水或热水，用以对罐内浆料进行冷却或加热，冷却水或热水由管道和自动阀进行供给和控制，并维持浆料罐内浆料温度的稳定。
所述浆料罐11上还设置有液位传感器111、密度传感器和黏度传感器113，所述液位传感器111用于检测浆料罐11内浆料容量的液位传感器111，根据液位传感器111的检测数据可通过进料泵和进料管道上的自动阀门进行补料，以维持罐内浆料容量的稳定。所述密度传感器用于检测浆料罐11内浆料的密度，所述黏度传感器113用于检测浆料罐11内浆料的黏度，当罐内浆料密度增加时，通过补水泵和补水管道上的自动阀门进行补水，以维持罐内浆料密度的稳定。黏度传感器113则对浆料黏度进行监控，浆料温度、密度、浓度等的变化都会带来黏度的变化。稳定的黏度时浆料流体特性保持一致，也最终保证了催化剂涂覆产品的一致性。
所述流量计16用于计量输送至涂覆装置2的浆料量，流量计16通过伸入所述浆料罐方式以用于检测所述浆料液面高度，所述流量计16可精确计量送至涂覆腔的浆料量，并通过涂覆阀(所述供浆装置1还包括涂覆阀，当流经流量计16的浆料的容量在预设的第一容量阈值范围内时，所述控制器控制涂覆阀关闭)控制，使每次涂覆量保持恒定，也最终保证了催化剂涂覆产品的一致性；并通过进料泵和进料管道上的自动阀门进行补料，以维持罐内浆料容量的稳定。
所述供浆装置1还包括输送泵12以及稳压阀13，所述输送泵12用于将浆料罐11内的浆料通过连接软管17输送至上涂覆腔或下涂覆腔，所述稳压阀13设置在输送泵12出口管道的末端，稳压阀13用于平衡输送泵12的输送压力脉冲，所述稳压阀13内部是一层光环的聚四氟乙烯膜片，膜片连接阀芯。膜片一侧是浆料，另一侧是用于稳压的压缩空气。当管道内浆料压力升高时，压力脉冲推动膜片使阀芯打开，多余的压力由于阀内体积膨胀被释放；相反，浆料压力减小时，压缩空气推动膜片使阀芯关闭后浆料压力回升。所述稳压阀13的调节作用，能使涂覆腔内工作压力长期保持稳定。
所述上涂覆腔和下涂覆腔均与浆料罐11连接，所述自动涂覆系统具有涂覆状态，当自动涂覆系统处于涂覆状态时，所述上涂覆腔与下涂覆腔一一对应设置，且两者之间具有容置催化剂载体的空间，所述浆料罐11通过上涂覆腔或下涂覆腔向催化剂载体输送浆料；下涂覆腔在操作台上是固定设置的，所述上涂覆腔能够随机械爪移动至下涂覆腔，使得所述上涂覆腔与下涂覆腔一一对应设置。
所述上涂覆腔包括上涂覆台，参见图5，所述上涂覆台上开设有用于容置催化剂载体一端部的上腔体211，所述上涂覆台上开设有开口朝下的开槽，以形成催化剂载体的上腔体211，开槽的横截面可为圆形、方形或其他与催化剂载体相配合的形状；所述上腔体211的内壁设置有环形筛网212以及设置在筛网212下方的第一密封圈213，第一密封圈为充气密封圈，所述第一密封圈213沿上腔体211的外侧壁设置，且其为中空结构，所述第一密封圈213具有夹紧状态，当处于夹紧状态时，可夹紧催化剂载体以限制其脱离，当催化剂载体一端部设置在第一密封圈213下方，所述上腔体211与催化剂载体上端部形成可容置浆料的空间，所述上腔体211通过连接软管17与浆料罐11连通，使得浆料罐11中浆料能够进入空间内，浆料进入方向参见图5中a所指箭头。
所述上涂覆腔还包括第一涂覆阀214、料位开关216、第一气源控制阀215，当催化剂载体送入涂覆腔时，压缩空气由第一气源控制阀215送入第一密封圈(压缩空气进入方向参见图5中b所指箭头)，第一密封圈膨胀后牢牢夹住催化剂载体并密封载体边缘。当第一涂覆阀214打开时，浆料先缓存在上腔体211与催化剂载体上端部形成的空间内，由所述流量计16计量并到达预设的第一容量阈值范围后关闭涂覆阀。由于浆料具有黏性和表面张力，浆料浮于筛网(筛网为具有多个过滤孔的环形网状部件，设置筛网非常重要，起到缓冲作用，且使得浆料较均匀地进入催化剂载体的孔道内)上方，再打开下涂覆腔的真空吸料阀223，浆料被真空吸入催化剂载体内部，使得浆料能够附着在催化剂载体的内壁上，实现预定的涂覆过程，且实现浆料在催化剂载体内孔道涂覆的高度上均匀度和厚度上均匀度均优化；料位开关216可以防止流量计16检测失误后的浆料溢出等意外状况。
所述下涂覆腔包括下涂覆台，参见图6，所述下涂覆台上开设有容置催化剂载体另一端部的下腔体221，所述下涂覆台上开设有开口朝上的开槽，以形成容置催化剂载体一端部的下腔体221，开槽的横截面可为圆形、方形或其他与催化剂载体相配合的形状，开槽底部设置有与浆料罐连通的管道；所述下腔体221的外侧壁设置有中空结构的第二密封圈222，第二密封圈222为充气密封圈，第二密封圈222具有夹紧状态，所述第一密封圈213与第二密封圈222用于催化剂载体设在上腔体211和下腔体221之间时同步夹紧催化剂载体。所述下腔体221与催化剂载体下端部形成可容置浆料的空间，所述下腔体221通过连接软管17与浆料罐11连通，使得浆料罐11中浆料能够进入空间内,浆料进入方向参见图6中d所指箭头。
所述下涂覆腔还包括第二涂覆阀224、真空吸料阀223、第二气源控制阀225，当催化剂载体送入下涂覆腔时，压缩空气由第二气源控制阀225送入第二密封圈(浆料进入方向参见图6中c所指箭头)，第二密封圈膨胀后牢牢夹住催化剂载体并密封载体外周边缘。当第二涂覆阀224打开时，真空吸料阀223关闭，浆料进入下涂覆腔，浆料管道压力迫使浆料自下而上流经载体内部，并由前述流量计16计量并到达预设的第一容量阈值范围后关闭第二涂覆阀224，浆料先缓存在下腔体221与催化剂载体下端形成的空间内，再打开下涂覆腔的真空吸料阀223，浆料被真空吸入催化剂载体内部，使得浆料能够附着在催化剂载体的内壁上；若浆料超过预设的第一容量阈值范围，下涂覆腔和载体内的浆料被真空吸入真空罐，已将多余的浆料排出。
根据不同浆料的粘度、催化剂载体内过滤孔的密集程度或涂覆比例，选择使用上涂覆腔或下涂覆腔进行涂覆，通常不需要上涂覆腔和下涂覆腔同时工作。例如浆料的粘度大，选择上涂覆腔进行涂覆；反之浆料的粘度小，或者载体目数高，选择下涂覆腔进行涂覆效果更好。选择下涂覆腔的优势是便于进行半比例涂覆(简称半涂，即相对全部涂覆只有部分内壁涂有浆料)或部分涂覆，而不会发生涂覆面不均匀后的堵孔现象；另外粘度小的浆料便于均匀涂覆在特殊材质的载体内，其使用更广。
所述回吸装置3用于回吸所述下涂覆腔中的浆料，所述回吸装置3包括与所述下涂覆腔连接的真空罐31、与所述真空罐31连接的真空泵32以及用于测量真空罐的真空度的真空传感器33。真空泵由可变频的电机带动，维持特定的电机频率可建立并维持稳定的真空度，从而使涂覆过程中真空度的变化保持一致。
所述第一称重装置5用于计量待涂覆浆料的催化剂载体的原始重量，所述第二称重装置6用于对一次涂覆后的催化剂载体进行称重得到第一重量，根据催化剂载体的原始重量和第一重量的差值确定一次涂覆后的催化剂载体内浆料的重量；所述称重装置还包括第三称重装置7，所述第三称重装置7用于对二次涂覆后的催化剂载体进行称重得到第二重量，根据催化剂载体的原始重量和第二重量的差值确定二次涂覆后的催化剂载体内浆料的重量。第一称重装置、第二称重装置及第三称重装置均有多种结构形式，只要能够实现称重即可。
所述转移装置4用于转移催化剂载体至不同的涂覆腔和称重装置，在本发明提供的一个实施例中，所述转移装置4包括机械臂41、设置在所述机械臂41上的拖链42、用于驱动拖链42移动的驱动机构43及多个机械爪44，每一个机械爪44通过连接件与拖链42连接，在驱动机构43的驱动下，所拖链42移动以带动机械爪44移动；一个机械爪44能够与一个上涂覆腔固定连接，使得所述上涂覆腔能够随所述机械爪44移动，不是所有的机械爪44上都设置有上涂覆腔，在本发明提供的一个实施例中，有两个机械爪上分别固定设置有一个上涂覆腔；或者只有一个机械爪上固定设置有一个上涂覆腔。
所述转移装置4具有多种结构形式，只要能够抓取催化剂载体均可，不限于上述的具体结构形式。
在本发明的一个实施例中，所述上涂覆腔包括第一上涂覆腔24及第二上涂覆腔26，所述下涂覆腔包括用于一次涂覆浆料时与所述第一上涂覆腔24相对设置的第一下涂覆腔25、用于二次涂覆浆料时与所述第二上涂覆腔26相对设置的第二下涂覆腔27，所述烘干装置、第一称重装置5、第一下涂覆腔25、第二称重装置6、第二下涂覆腔27与第三称重装置7依次并排设置在同一水平支撑台上，所述烘干装置为第一工位，第一称重装置5为第二工位，第一下涂覆腔25为第三工位，第二称重装置6为第四工位，第二下涂覆腔27为第五工位，第三称重装置7为第六工位。所述自动涂覆系统包括设置在烘干装置上方的第一机械爪、设置在第一称重装置5上方的第二机械爪、设置在第一下涂覆腔25上方的第三机械爪、设置在第二称重装置6上方的第四机械爪、设置在第二下涂覆腔27上方的第五机械爪、设置在第三称重装置7上方的第六机械爪，第三机械爪上固定设置有第一上涂覆腔24，第五机械爪上固定设置有第二上涂覆腔26。
所述转移装置4用于抓取催化剂载体使其按涂覆顺序依次经过预热使用烘干装置)、预称重(使用第一称重装置)、一次涂覆、一次称重(使用第二称重装置)、二次涂覆、二次称重(使用第三称重装置)等不同的工位，最终完成整个催化剂涂覆过程。
具体的涂覆过程如下：
步骤1：将待涂覆的催化剂载体放置在烘干装置8的预热腔81内，启动热风机82烘干催化剂载体中的水分；
步骤2：第一机械爪抓取催化剂载体移动至第一称重装置1进行称量，获取催化剂载体的初始重量，第一机械爪回位至初始位置，然后第二机械爪抓取称量后的催化剂载体移送至第一下涂覆腔25上后，第二机械爪回位至初始位置；
步骤3：第三机械爪上第一上涂覆腔24移动至第一下涂覆腔25上方后，第一下涂覆腔25夹紧催化剂载体上端部，第一下涂覆腔25夹紧催化剂载体下端部；
步骤4：启动第一上涂覆腔24或第一下涂覆腔25对催化剂载体进行一次涂覆浆料，待涂覆量在预设的第一容量阈值范围内后，关闭涂覆腔，然后第三机械爪将一次涂覆后的催化剂载体移动至第二称重装置6(第三机械爪回位至初始位置)，称量一次涂覆后催化剂载体得到催化剂载体的第一重量；
步骤5：判断一次涂覆后催化剂载体的第一重量是否在合格范围内，第一种情况：若是，则催化剂载体重量合格；第二种情况：若一次涂覆后的催化剂载体的第一重量小于预设的合格重量，需要二次涂覆，则进行步骤6；第三种情况：若一次涂覆后的催化剂载体的第一重量大于预设的合格重量，则需要进行抽吸多余的浆料，则进行步骤8；
步骤6：计算二次涂覆所需浆料的预设的第二容量阈值范围，接下来第四机械手抓取催化剂载体移动至第二下涂覆腔27上后，第四机械手回位至初始位置，催化剂载体在第二下涂覆腔27内，第五机械手与第二上涂覆腔26移动至第二下涂覆腔27上，第二上涂覆腔26夹紧催化剂载体上端部，第二下涂覆腔27夹紧催化剂载体下端部，启动第二上涂覆腔26或第二下涂覆腔27再向催化剂载体内涂覆预设的第二容量阈值范围浆料；
涂覆浆料后，关闭涂覆腔，第五机械手抓取二次涂覆后催化剂载体移动至第三称重装置6上后，第五机械手与第二上涂覆腔26回位至初始位置，再利用第三称重装置称量二次涂覆后催化剂载体，得到催化剂载体的第二重量；
步骤7：判断步骤6中二次涂覆后催化剂载体的第二重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，若第二重量小于预设的合格重量，则再依次进行涂覆步骤、称量步骤，直至催化剂载体的重量在合格范围内，通常情况下，优选涂覆两次，因浆料在较短时间内会干燥，多次涂覆会影响浆料特性且浪费浆料，若只需涂覆两次，也可在这一步骤中判定涂覆后的催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤6中的二次涂覆所需浆料；
步骤8、开启回吸装置，将超过预设的合格范围的浆料排出，再利用第三称重装置对排出浆料后的催化剂载体的重量进行测量，得到第三重量；
步骤9、判断步骤8中排出浆料后的催化剂载体的第三重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤8中回吸装置的运行参数。
整个涂覆过程中，催化剂载体随机械手移动在不同的工位。
每一个机械爪具有初始位置与工作位置，且初始位置与工作位置相邻设置。
本发明还提供基于催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，若有两次涂覆机会，则指两次涂覆的浆料分别经过2个不同的上涂覆腔进入催化剂载体；或两次涂覆的浆料分别经过2个不同的下涂覆腔进入催化剂载体；或第一次涂覆的浆料先通过上涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料通过下涂覆腔进入催化剂载体内；或第一次涂覆的浆料先通过下涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料再通过上涂覆腔进入催化剂载体内。若一次涂覆后催化剂载体达到合格重量，就不需要第二次涂覆浆料了。如若需要两次涂覆，即在上述步骤4和步骤6中，均分别可使浆料通过上涂覆腔火下涂覆腔进入催化剂载体内。
本发明提供的两次涂覆工艺包括如下步骤，参见图8：
s1、设置需要涂覆浆料的预设的第一容量阈值范围，以及设置催化剂载体的预设的合格重量(期望达到的重量)和合格范围(即在偏差范围内)；
s2、第一称重装置测量涂覆前催化剂载体的原始重量；
s3、浆料进入催化剂载体内进行一次涂覆，第二称重装置测量一次涂覆后催化剂载体的第一重量；
s4、判断一次涂覆后催化剂载体的第一重量是否在预设的合格重量范围内，若否，则执行步骤s5；若是，则催化剂载体重量合格，忽略步骤s5，催化剂载体输送至下一工位；
s5、计算得到合格重量与第一重量的差值，若此差值为零，则催化剂载体重量合格；若此差值为正，即第一重量低于合格重量，则执行步骤s6；若此差值为负，即第一重量高于合格重量，则执行步骤s8；
s6、计算二次涂覆所需浆料的预设的第二容量阈值范围，预设容量的浆料进入催化剂载体内进行二次涂覆，再利用第三称重装置对两次涂覆后催化剂载体的重量进行测量，得到第二重量；
s7、判断步骤s6中二次涂覆后催化剂载体的第二重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则涂覆后的催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s6中的二次涂覆所需浆料；调整参数的目的将使下一个产品达到预定的合格重量范围，此处标记的不合格产品将在后续的装置中剔除；
s8、开启回吸装置，将超过预设的合格范围的浆料排出(回吸的具体过程如下：打开真空吸料阀，下涂覆腔和载体内的浆料被真空吸入真空罐，从而将超过预设的第一容量阈值范围的浆料回吸而排出)，再利用第三称重装置对排出浆料后的催化剂载体的重量进行测量，得到第三重量；
s9、判断步骤s8中排出浆料后的催化剂载体的第三重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s8中回吸装置的运行参数；调整参数的目的将使下一个产品达到预定的合格重量范围。此处标记的不合格产品将在后续的装置中剔除。
上述计算方式是依据载体的标准尺寸、标准第一重量、标准目数值、实际第一重量、实际第二重量、实际第三重量、对预设的涂覆压力、流量、涂覆时间、涂覆抽吸时间、涂覆抽吸真空等参数进行计算的方法。
本发明提供的催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，根据不同浆料的粘度或催化剂载体目数或涂覆比例，选择优化的涂覆方式和涂覆工艺，以实现催化剂载体内浆料的均匀性与精确性：例如若所述浆料的粘度大，或催化剂载体目数较低(例如500目以下)，或全部涂覆(整个催化剂载体的孔道内壁全部包覆催化剂浆料整个催化剂载体的孔道内壁全部包覆催化剂浆料)，则采用上涂覆方式最佳；若所述浆料的粘度较大(例如粘度400cp以上)，则选择启动上涂覆腔，浆料通过上涂覆腔由上向下进入催化剂载体内；若催化剂载体目数较小(例如500目以下)，或者需要对催化剂载体进行全比例涂覆时，采用上涂覆方式，此时催化剂载体内浆料的均匀性与精确性高于下涂覆方式。
若所述浆料的粘度小，或催化剂载体目数高，或需要部分区域涂覆，则采用下涂覆方式，浆料通过下涂覆腔由下向上进入催化剂载体内。若所述浆料的粘度较小(例如粘度400cp以下)，采用下涂覆方式。若催化剂载体即使目数较大(例如500目以上)，需要对催化剂载体进行区域涂覆时，选择下涂覆方式催化剂载体内浆料的均匀性与精确性均优于上涂覆方式。
上涂覆方式和下涂覆方式没有强制性的选择标准，不同催化剂浆料的粘度或催化剂载体目数或涂覆比例等条件，选择上涂覆方式或者下涂覆方式，造成涂覆重量的偏差范围不同，故选择合适的涂覆方式能够有效的提高催化剂载体内浆料的均匀性与精确性。
在同样的环境条件下，向同一催化剂载体涂覆相同容量的同一浆料(例如三效催化剂twc)，在涂覆前，使用传统工艺(采用单一下涂覆方法)，在冬季和夏季分别对涂覆罐取样和测得涂覆量平均值见表1，使用传统工艺(采用单一上涂覆方法)，在冬季和夏季分别对涂覆罐取样和测得涂覆量平均值见表2，使用本发明提供的涂覆工艺的测试结果见表3，测定浆料标准特性如下：环境温度：涂覆车间冬季室内温度最低5度，夏季最高35度，固含量43％，黏度1489cp，理论需要涂覆重量550g，涂覆精度的质量控制合格要求为不少于涂覆重量的2％，如涂覆量偏多，虽对催化剂性能质量影响不大，但会增加生产成本。使用传统工艺(采用单一上涂覆方法)，无法高质量地完成dpf(柴油颗粒捕捉器)、gpf(汽油颗粒捕捉器)等催化剂载体以及区域涂覆工艺，故在此不作比较。
表1采用单一下涂覆方法对催化剂载体进行涂覆浆料后的测试结果
表2采用单一上涂覆方法对催化剂载体进行涂覆浆料后的测试结果
表3采用本发明提供的涂覆工艺对催化剂载体进行涂覆浆料后的测试结果
由上表1、2和3可知，采用单一上涂覆方法或单一下涂覆方法，易出现不合格产品，且传统方法无法调节浆料的温度、黏度、固含量、输送压力脉动等关键参数，从而在不同的季节不同的温度下，无法保证浆料特性的统一，从而影响最终涂覆效果，其中，全部实验在同一环境温度下进行，比如冬季时同一温度在5度，夏季时同一温度在35度，而浆料特性不同，是指传统工艺中对温度、黏度、固含量、输送压力脉动等无法调节，浆料特性无法达到需求，而本发明中，浆料特性可以调节，并通过检测以控制浆料在催化剂载体孔道内壁的涂层高度的均匀性，以达到浆料理论标准最佳状态。
本发明涉及的涂覆装置和涂覆工艺，解决了传统涂覆工艺的操作过程复杂，需要大量的人工手动换型操作，涂覆换型时间长效率低的问题；也解决了涂覆过程的均匀度和重复性的问题，使催化剂产品一致性增强，满足汽车行业、环保行业严格的质量管理规范；同时，由于国六催化剂涂覆原料的物性改变较大，对区域涂覆的需求明显增加，本发明的全自动涂覆工艺可使区域涂覆(半涂)的可靠性大为增强；使每次涂覆量保持恒定，也最终保证了催化剂涂覆产品的一致性；通过设定不同的区域涂覆的流量数值，可以精确控制区域涂覆的涂覆范围，满足产品的生产一致性和重复性。
本发明涉及的涂覆装置通过将上涂覆腔以及下涂覆腔集成在一起，可根据需要涂覆的浆料的特性进行选择，可对不同催化剂载体进行催化剂浆料涂覆，具有通用性，可满足不同需求；通过设置温度传感器、液位传感器、密度传感器和黏度传感器，可有效控制整个涂覆过程中催化剂浆料的均匀性、一致性和精确性，避免整个涂覆过程中浆料前后发生温度、黏度、密度和浓度的偏离。本发明涉及的涂覆工艺，可根据需要涂覆的浆料的特性进行选择，可在较短时间内完成催化剂浆料涂覆，自动过程偏差纠正，减少物料外泄和损耗，以提高生产效率，且操作简单。
依据不同的车型和发动机特性，载体尺寸和规格都不尽相同，同时，即使是相同尺寸规格的载体，由于各车企发动机燃烧工况的不同，也造成使用的催化剂涂层浆料的成分和特性不同。对于催化剂生产企业，生产上述不同的载体和成分时的生产线的调整即换型，本发明涉及的涂覆装置和涂覆工艺，完全适合自动进行多品种、多特性的载体涂覆，可满足多种催化剂的换型生产；设备结构紧凑，全自动化操作，能够最大化的利用设备产能要求；独特的全封闭设计，减少物料外泄和损耗；本发明涉及的涂覆工艺可自动纠正涂覆浆料的偏差，使涂覆参数的设定更为简单直观，减少新产品研发的质量风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种催化剂浆料自动涂覆系统，所述涂覆系统用于向催化剂载体内涂覆催化剂浆料，其特征在于，所述涂覆系统包括供浆装置(1)、一个或多个上涂覆腔、一个或多个下涂覆腔、与所述下涂覆腔连接的回吸装置(3)、用于转移催化剂载体的转移装置(4)、用于测量催化剂载体重量的第一称重装置(5)、第二称重装置(6)及第三称重装置(7)；
所述供浆装置(1)包括浆料罐(11)以及流量计(16)，所述流量计(16)用于计量从浆料罐(11)输送至上涂覆腔或下涂覆腔的浆料的容量；
所述上涂覆腔和下涂覆腔均与浆料罐(11)连接，所述自动涂覆系统具有涂覆状态，当处于涂覆状态时，所述上涂覆腔与下涂覆腔一一对应设置，且两者之间具有容置催化剂载体的空间，所述浆料罐(11)通过上涂覆腔或下涂覆腔向催化剂载体输送浆料；
所述第一称重装置(5)与所述第二称重装置(6)分别设置在一个下涂覆腔的两侧，所述第一称重装置(5)用于计量待涂覆浆料的催化剂载体的原始重量，所述第二称重装置(6)用于计量一次涂覆浆料后的催化剂载体的重量；所述第三称重装置(7)与所述第二称重装置(6)设置在另一个下涂覆腔的两侧，其用于计量二次涂覆浆料后的催化剂载体的重量；
所述回吸装置(3)用于从所述下涂覆腔中排出浆料。
2.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述上涂覆腔包括上涂覆台，所述上涂覆台上开设有用于容置催化剂载体一端部的上腔体(211)，所述上腔体(211)的内壁设置有环形筛网(212)以及设置在筛网(212)下方的第一密封圈(213)，所述第一密封圈(213)沿上腔体(211)的外侧壁设置；
所述下涂覆腔包括下涂覆台，所述下涂覆台上开设有用于容置催化剂载体另一端部的下腔体(221)，所述下腔体(221)的外侧壁设置有中空结构的第二密封圈(222)，所述第一密封圈(213)与第二密封圈(222)用于催化剂载体设在上腔体(211)与对应的下腔体(221)之间时同步夹紧催化剂载体。
3.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述上涂覆腔包括第一上涂覆腔(24)及第二上涂覆腔(26)，所述下涂覆腔包括用于一次涂覆浆料时与所述第一上涂覆腔(24)相对设置的第一下涂覆腔(25)、用于二次涂覆浆料时与所述第二上涂覆腔(26)相对设置的第二下涂覆腔(27)，所述第一称重装置(5)、第一下涂覆腔(25)、第二称重装置(6)、第二下涂覆腔(27)与第三称重装置(7)依次并排设置。
4.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述浆料罐(11)内设置有搅拌装置(116)，所述浆料罐(11)上设置有多个浆料进料口(112)以及多个回料口，所述进料口(112)通过管道与进料泵连接，所述回料口通过管道与回料泵(14)连接，所述管道上均固定设置有切换阀口；所述浆料罐(11)的外表面设置有夹套层(114)，所述夹套层(114)与浆料罐(11)之间形成容置腔体，所述夹套层(114)上设置有能够伸入所述浆料罐(11)内的温度传感器(115)。
5.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述浆料罐(11)上还设置有液位传感器(111)、密度传感器与黏度传感器(113)，所述液位传感器(111)用于检测浆料罐(11)内浆料的容量，所述密度传感器用于检测浆料罐(11)内浆料的密度，所述黏度传感器(113)用于检测浆料罐(11)内浆料的黏度。
6.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述催化剂浆料自动涂覆系统还包括用于对待涂覆浆料的催化剂载体进行加热的烘干装置(8)，所述烘干装置(8)具有用于容置催化剂载体的预热腔(81)以及用于提供热量并将热量吹向预热腔(81)的热风机(82)。
7.根据权利要求1所述的催化剂浆料自动涂覆系统，其特征在于，所述供浆装置(1)还包括输送泵(12)以及稳压阀(13)，所述输送泵(12)用于将浆料罐(11)内的浆料通过连接软管(17)输送至上涂覆腔或下涂覆腔，所述稳压阀(13)设置在输送泵(12)出口管道的末端；所述回吸装置(3)包括与所述下涂覆腔连接的真空罐(31)以及与所述真空罐(31)连接的真空泵(32)；
所述转移装置(4)包括机械臂(41)、设置在所述机械臂(41)上的拖链(42)、用于驱动拖链(42)移动的驱动机构(43)及多个机械爪(44)，所述拖链(42)移动能够带动机械爪(44)移动，一个上涂覆腔(44)能够与一个机械爪固定连接，使得所述上涂覆腔能够随所述机械爪(44)移动。
8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述的催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，其特征在于，包括两次涂覆工艺，指两次涂覆的浆料分别经过2个不同的上涂覆腔进入催化剂载体；或两次涂覆的浆料分别经过2个不同的下涂覆腔进入催化剂载体；或第一次涂覆的浆料先通过上涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料通过下涂覆腔进入催化剂载体内；或第一次涂覆的浆料先通过下涂覆腔进入催化剂载体内，第二次涂覆的浆料再通过上涂覆腔进入催化剂载体内。
9.根据权利要求8中所述的催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，其特征在于，所述两次涂覆工艺包括如下步骤：
s1、设置需要涂覆浆料的预设的第一容量阈值范围以及催化剂载体的预设的合格重量和合格范围；
s2、第一称重装置测量涂覆前催化剂载体的原始重量；
s3、浆料进入催化剂载体内进行一次涂覆，第二称重装置测量一次涂覆后得到催化剂载体的第一重量；
s4、判断一次涂覆后催化剂载体的第一重量是否在合格范围内，若否，则执行步骤s5；若是，则催化剂载体重量合格；
s5、计算合格重量与第一重量的差值，若此差值为零，则催化剂载体重量合格；若此差值为正，即第一重量低于合格重量，则执行步骤s6；若此差值为负，即第一重量高于合格重量，则执行步骤s8；
s6、计算二次涂覆所需浆料的预设的第二容量阈值范围，浆料进入催化剂载体内进行二次涂覆，再利用第三称重装置对两次涂覆后催化剂载体的重量进行测量，得到第二重量；
s7、判断步骤s6中二次涂覆后催化剂载体的第二重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则涂覆后的催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s6中的二次涂覆所需浆料；
s8、开启回吸装置，将超过预设的合格范围的浆料排出，再利用第三称重装置对排出浆料后的催化剂载体的重量进行测量，得到第三重量；
s9、判断步骤s8中排出浆料后的催化剂载体的第三重量是否在预设的合格范围内，若是，则涂覆后的催化剂载体重量合格；若否，则催化剂载体重量不合格，并计算不合格重量的偏差百分比，按预设的计算公式调整步骤s8中回吸装置的运行参数。
10.根据权利要求8中所述的催化剂浆料自动涂覆系统的涂覆工艺，其特征在于，根据不同催化剂浆料的粘度或催化剂载体目数或涂覆比例，可选择优化的涂覆方式，
若所述催化剂浆料的粘度大，或催化剂载体目数低，或全部涂覆，则浆料通过上涂覆腔由上向下进入催化剂载体内，即选择上涂覆方式，得到均匀度、精确度均优化的产品；
若所述催化剂浆料的粘度小，或催化剂载体目数高，或部分涂覆，则浆料通过下涂覆腔由下向上进入催化剂载体内，即选择下涂覆方式，得到均匀度、精确度均优化的产品。
技术总结